多协议标签切换环的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开内容涉及计算机网络，并且更具体地涉及工程设计计算机网络内的流量流。
【背景技术】
[0002]网络内的路由设备(常称为路由器)维护描述经过网络的可用路由的路由信息。在接收到传入分组时，路由器检查分组内的信息，并且根据路由信息转发分组。为了维护网络的准确表示，路由器根据一个或者多个定义的路由协议一一比如边界网关协议(BGP)--来交换路由信息。
[0003]多协议标签切换(MPLS)是用来工程设计网际协议(IP)网络内的协议套件。通过利用MPLS，源设备可以请求经过网络通向目的地设备的路径、即标签切换路径(LSP)。LSP定义经过网络的不同路径以从源设备向目的地设备输送MPLS分组。沿着LSP的每个路由器分配标签，并且向沿着路径的最近上游路由器传播标签。沿着路径的路由器协作地执行MPLS操作以沿着建立的路径转发MPLS分组。存在用于建立LSP的多种协议、比如标签分布协议(LDP)和具有流量工程的资源保留协议扩展(RSVP-TE)。
[0004]诸如这样的MPLS协议已经在包括核心服务提供商网络和广域网(WAN)的许多类型的网络中成功。然而，在接入网络中应用MPLS协议可能有困难，因为许多接入网络被布置为环拓扑。由于环拓扑，路径保护机制、比如RSVP-TE快速重路由(FRR)和LDP FRR可能低效和复杂。另外，常规MPLS协议通常未充分地灵活，它们也未良好地升级用于在基于环的接入网络中广泛采用。
【发明内容】
[0005]—般而言，这里描述多协议标签切换(MPLS)信令机制，这些机制允许指定和用信号发送“MPLS环”作为新MPLS构造。作为结果，路由器可以用信号发送MPLS环内的成员资格并且自动地建立流量工程设计标签切换路径(LSP)作为MPLS环的部件用于环网络内的分组传送。另外，如以下进一步描述，无需在建立环LSP时分离地调配、但是可以基于路由器传送的流量或者服务实时推断和分配带宽分配。另外，这里描述的技术可以提供内置路径保护作为这里为MPLS环指定的信令机制和定义的自然结果。因此，无需用信号发送分离保护路径、旁路LSP或者绕行。
[0006]在一个示例中，一种方法包括用连接为形成环网络的多个路由器建立具有多个环标签切换路径(LSP)的多协议标签切换(MPLS)环，环LSP中的每个环LSP被配置为绕环网络向作为用于相应环LSP的出口路由器操作的路由器中的不同路由器传送MPLS分组，其中环LSP中的每个环LSP包括多点到点(MP2P)LSP，对于MP2P LSP，环网络内的路由器中的任何路由器可以作为入口操作以向环LSP中供应分组流量用于向用于环LSP的相应出口路由器传送。该方法还包括根据环LSP绕环网络转发网络流量作为MPLS分组。
[0007]在另一示例中，一种路由器包括互连路由器作为形成环网络的多个路由器之一的多个物理接口。路由器还包括被配置为建立具有多个环LSP的MPLS环的处理器，环LSP中的每个环LSP被配置为绕环网络向作为用于相应环LSP的出口路由器操作的路由器中的不同路由器传送MPLS分组，其中环LSP中的每个环LSP包括MP2P LSP，对于MP2P LSP，环网络中的路由器中的任何路由器可以作为入口操作以向环LSP中供应分组流量用于向用于环LSP的相应出口路由器传送。路由器还包括被配置为根据环LSP绕环网络转发网络流量作为MPLS分组的转发部件。
[0008]在另一示例中，一种计算机可读存储介质包括指令，指令使网络设备根据标签分布协议输出多个消息以与连接为环网络的多个路由器建立具有绕环网络的多个环LSP)的MPLS环，其中环LSP中的每个环LSP被配置为绕环网络向作为用于相应环LSP的出口路由器操作的路由器中的不同路由器传送MPLS分组，以及其中环LSP中的每个环LSP包括MP2PLSP，对于MP2P LSP，环网络中的路由器中的任何路由器可以作为入口操作以向环LSP中供应分组流量用于向用于环LSP的相应出口路由器传送。
[0009]在另一示例中，一种方法包括用内部网关路由协议(IGP)发现作为与网络关联的MPLS环的成员而指明的多个路由器，在网络中，路由器在环拓扑中被互连。该方法包括响应于该发现来与多个路由器建立用于MPLS环的多个环LSP，环LSP中的每个环LSP被配置为绕环网络向作为用于相应环LSP的出口路由器操作的路由器中的不同路由器传送MPLS分组。环LSP中的每个环LSP包括MP2P LSP，对于MP2P LSP，环网络内的路由器中的任何路由器可以作为入口操作以向环LSP中供应分组流量用于向用于环LSP的相应出口路由器传送。该方法还包括根据环LSP绕环网络转发网络流量作为MPLS分组。
[0010]在另一示例中，一种路由器包括互连路由器作为形成环网络的多个路由器之一的多个物理接口和执行IGP的处理器。处理器被配置为使用IGP来发现作为与网络关联的MPLS环的成员而指明的路由器中的邻近路由器。处理器还被配置为响应于发现作为MPLS环的成员的邻近路由器来建立用于MPLS环的多个环LSP。环LSP中的每个环LSP被配置为绕环网络向作为用于相应环LSP的出口路由器而指明的路由器中的不同路由器传送MPLS分组。环LSP中的每个环LSP被配置为MP2P LSP，对于MP2P LSP，环网络内的路由器中的任何路由器可以作为入口操作以向环LSP中供应分组流量用于向用于环LSP的相应出口路由器传送。路由器包括用于根据环LSP绕环网络转发网络流量作为MPLS分组的转发部件。
[0011]在另一示例中，一种计算机可读存储设备存储指令，指令使处理器从作为与环网络关联的MPLS的成员而指明的多个路由器中的邻近路由器接收增强的IGP消息，其中增强的IGP消息中的每个增强的IGP消息指定MPLS环的标识符以指示相应路由器是MPLS环的成员并且指定索引，索引指示用于相应路由器的绕MPLS环的定位。指令还使处理器基于IGP消息并且沿着网络选择路由器中的上游邻近路由器和邻近路由器中的下游邻近路由器，并且根据标签分布协议向路由器中的上游邻近路由器和邻近路由器中的下游邻近路由器输出消息以建立用于MPLS环的多个环LSP。
[0012]在另一示例中，一种方法包括用连接为环网络的多个路由器根据标签分布协议输出多个消息以建立具有至少一个环LSP的MPLS环以绕环网络向作为用于环LSP的出口路由器操作的路由器之一传送MPLS分组，其中环LSP包括MP2P LSP，对于MP2P LSP，环网络内的路由器中的任何路由器可以作为入口操作以向环LSP中供应分组流量用于向用于环LSP的出口路由器传送。路由器输出的消息中的每个消息对于绕环LSP的路由器中的相应路由器将向环LSP中供应的任何分组流量指定在向出口路由器的下游方向上的带宽要求。该方法包括根据环LSP绕环网络转发网络流量作为MPLS分组。
[0013]在另一示例中，一种路由器包括互连路由器作为形成环网络的多个路由器之一的多个物理接口。处理器执行标签分布协议以使用消息来与其它路由器通信以建立环LSP，环LSP被配置为绕环网络向作为用于环LSP的出口路由器操作的路由器之一传送MPLS分组，其中处理器被配置为建立环LSP作为MP2P LSP，对于MP2P LSP，环网络内的路由器中的任何路由器可以作为入口操作以向环LSP中供应分组流量用于向用于环LSP的出口路由器传送，以及其中消息对于路由器将向环LSP中供应的任何分组流量指定在向出口路由器的下游方向上的带宽要求。转发部件被配置为根据环LSP绕环网络转发网络流量作为MPLS分组。
[0014]在另一示例中，一种方法包括用连接为形成环网络的多个路由器建立环LSP，环LSP被配置为绕环网络向作为用于环LSP的出口路由器操作的路由器之一传送MPLS分组，其中环LSP包括双向MP2P LSP，对于双向MP2P LSP，环网络内的路由器中的任何路由器可以作为入口操作以向环LSP中供应分组流量用于绕环网络在上游方向或者下游方向上向用于环LSP的出口路由器传送。该方法还包括根据环LSP在向出口路由器的下游方向上绕环网络转发网络流量作为MPLS分组，用路由器中的任何路由器检测将妨碍MPLS分组在下游方向上到达出口路由器的网络事件并且在检测到网络事件的路由器之一将MPLS分组从环LSP的下游方向自动地重定向到环LSP的上游方向以在向出口路由器的上游方向上绕环LSP转发MPLS分组。可以应用相似技术以保护上游流量。
[0015]在另一示例中，一种路由器包括互连路由器作为形成环网络的多个路由器之一的多个物理接口和被配置为建立环LSP的处理器，环LSP被配置为向作为用于环LSP的出口路由器操作的路由器之一绕环网络传送MPLS分组，其中环LSP包括双向MP2P LSP，对于双向MP2P LSP，环网络内的路由器中的任何路由器可以作为入口操作以向环LSP中供应分组流量用于绕环网络在上游方向或者下游方向上向出口路由器传送。路由器还包括配置为根据环LSP绕环网络转发网络流量作为MPLS分组的转发部件，其中转发部件被处理器编程为响应于网络事件将MPLS分组从环LSP的下游方向自动地重定向到环LSP的上游方向以在向出口路由器的上游方向上绕环LSP转发MPLS分组。可以应用相似技术以保护上游流量。
[0016]技术可以提供某些优点。例如这里描述的技术允许创建环LSP作为回路，对于回路，LSP开始和结束于相同节点。在一个示例实现中，每个节点操作以锚定相应环LSP，并且每个LSP是在用于LSP的流量被出口的相同节点(即流量退出LSP的节点)开始和结束的MP2P双向LSP。这样，可以根据这里的技术为η个节点的环网络定义和指定并且可以构造MPLS环以具有上至η个环LSP，每个环LSP具有环的不同锚定(出口)节点。以这一方式，仅η个环LSP用来提供用于环网络的全连通而不是如使用常规技术将为了全连通而需要的η*(η-1)点到点 LSP。
[0017]作为另一示例，不同于其中具有显式路由对象(ER0)的RSVPPATH消息在用于LSP的入口开始并且沿着LSP的所有节点被发送到出口的传统RSVP信令，这里描述的技术允许形成环LSP为多点到点LSP，对于多点到点LSP，环LSP的任何成员节点可以用信号发送环LSP的成员资格而无需先从上游节点接收RSVP PATH消息。也就是说，一旦网络设备(节点)发现或者被配置以环的成员资格，每个成员网络设备可以自治地用信号发送环LSP中的成员资格而未依赖于从其它成员网络设备接收MPLS消息、比如标签分布消息。
[0018]作为另一示例，根据这里描述的示例实现，无需在建立环LSP时明确地用信号发送用于环LSP的显式带宽。取而代之，可以在环网络的个别成员节点加入MPLS环时和在那些成员节点上调配流量服务时为环LSP动态地请求和调配带宽。另外，无需绕整个环调配相等带宽。取而代之，技术允许任何成员节点请求例如在下游方向上绕环分配带宽用于支持成员节点和上游成员节点需要的带宽。这样，带宽分配可以变化以适应绕环的聚合带宽要求并且可以在调配带宽时被动态地更新。
[0019]另外，这里描述的技术提供内置路径保护作为这里为MPLS环指定的信令机制和定义的自然结果而无需附加旁路或者备用LSP或者其它机制、比如无回路的备选。此外，无需明确地用信号发送分级LSP，而取而代之，可以自然地在使用这里描述的技术而用信号发送的环LSP之上分级地配置其它点到点LSP。
[0020]在附图和以下描述中阐述一个或者多个实施例的细节。其它特征、目的和优点将根据描述和附图以及根据权利要求而清楚。
【附图说明】
[0021]图1是图示根据这里描述的技术的指定和利用MPLS环的示例网络系统的框图。
[0022]图2A-图2C是进一步具体图示具有环拓扑的网络内的MPLS环信令和构造的示例的框图。
[0023]图3是图示为环网络的MPLS而用信号发送的示例环LSP的框图。
[0024]图4A-图4D是图示MPLS环和示范向根据这里描述的技术构造的环LSP自动地内置的保护的框图。
[0025]图5是图示MPLS环和示范根据这里描述的信令机制而构造的MPLS环提供的动态带宽管理的框图。
[0026]图6A和6B是进一步具体图示示例控制平面信令消息和